專利名稱：一種基于對(duì)稱cazac序列的ofdm系統(tǒng)同步方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及OFDM技術(shù)領(lǐng)域中的同步方法，特別是涉及一種基于對(duì)稱CAZAC序列的 OFDM系統(tǒng)同步方法。
背景技術(shù)：
自20世紀(jì)80年代以來(lái)，OFDM(正交頻分復(fù)用技術(shù))不但在廣播式數(shù)字音頻和視頻領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，而且已經(jīng)成為無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的一部分。正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)，是一種多載波調(diào)制方法，通過(guò)減小和消除碼間串?dāng)_的影響來(lái)克服信道的頻率選擇性衰落。它的基本原理是將數(shù)據(jù)流分解成若干子比特流，這樣每個(gè)子數(shù)據(jù)流將具有低得多的比特速率，用這樣的低比特率形成的低速率多狀態(tài)符號(hào)再去調(diào)制相應(yīng)的子載波，就構(gòu)成了多個(gè)低速率符號(hào)并行發(fā)送的傳輸系統(tǒng)。它的優(yōu)勢(shì)在于可以有效減少由于無(wú)線信道的時(shí)間彌散所帶來(lái)的符號(hào)間干擾，通過(guò)子信道頻譜相互重疊，達(dá)到最高頻譜利用率，而且OFDM容易實(shí)現(xiàn)，易于與其他多種接入方法結(jié)合使用。但是，OFDM存在容易受頻率偏差的影響和峰均比過(guò)高的問題，嚴(yán)重影響了 OFDM系統(tǒng)的性能。OFDM系統(tǒng)中，同步至關(guān)重要，因?yàn)橥藉e(cuò)誤會(huì)破壞子載波間的正交性，引入子載波間干擾和符號(hào)間干擾，許多算法被用于估計(jì)OFDM系統(tǒng)的定時(shí)和頻率偏移。按是否需要數(shù)據(jù)輔助進(jìn)行分類，同步算法可以分為數(shù)據(jù)輔助和非數(shù)據(jù)輔助兩大類。其中非數(shù)據(jù)輔助算法不需要額外設(shè)計(jì)同步序列，節(jié)省了系統(tǒng)帶寬，提高了帶寬利用率，但同步性能比數(shù)據(jù)輔助算法差。而數(shù)據(jù)輔助算法則是利用一些隨機(jī)序列，通過(guò)捕獲定時(shí)度量函數(shù)的峰值完成定時(shí)同步， 進(jìn)而完成頻率同步。隨機(jī)序列主要是PN序列和CAZAC序列等一些自相關(guān)、互相關(guān)性能良好的隨機(jī)序列。如何設(shè)計(jì)更優(yōu)的同步序列，產(chǎn)生尖銳定時(shí)度量函數(shù)相關(guān)峰，避免同步序列自身結(jié)構(gòu)和循環(huán)前綴所引入的副峰值和峰值平臺(tái)的影響，提高同步準(zhǔn)確率，是本領(lǐng)域研究人員比較關(guān)心的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于對(duì)稱CAZAC序列的OFDM系統(tǒng)同步方法，用以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)更高準(zhǔn)確率的定時(shí)和頻率同步。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種基于對(duì)稱CAZAC序列的 OFDM系統(tǒng)同步方法，包括以下步驟(1)構(gòu)造具有四重對(duì)稱結(jié)構(gòu)的CAZAC序列；(2)使用復(fù)PN序列與CAZAC序列的第一部分和第三部分對(duì)應(yīng)相乘，得到同步所需的序列，其中，復(fù)PN序列的長(zhǎng)度是CAZAC序列長(zhǎng)度的1/4 ；(3)利用已知的復(fù)PN序列與接收信號(hào)第一部分和第四部分對(duì)應(yīng)相乘，得到定時(shí)度
量函數(shù)；(4)搜索定時(shí)度量函數(shù)最大值，完成定時(shí)同步；(5)利用前后兩個(gè)對(duì)稱序列的相位差得到小數(shù)倍頻率偏移估計(jì)；
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(6)利用頻域上CAZAC序列的移位得到整數(shù)倍頻率偏移估計(jì)；(7)完成頻率同步。所述步驟(1)包括以下步驟首先在頻域構(gòu)造一個(gè)長(zhǎng)度為N1 = N/4的CAZAC序
列，其中N為同步序列的長(zhǎng)度，該序列可以表示為
權(quán)利要求
1.一種基于對(duì)稱CAZAC序列的OFDM系統(tǒng)同步方法，其特征在于，包括以下步驟(1)構(gòu)造具有四重對(duì)稱結(jié)構(gòu)的CAZAC序列；(2)使用復(fù)PN序列與CAZAC序列的第一部分和第三部分對(duì)應(yīng)相乘，得到同步所需的序列，其中，復(fù)PN序列的長(zhǎng)度是CAZAC序列長(zhǎng)度的1/4 ；(3)利用已知的復(fù)PN序列與接收信號(hào)第一部分和第四部分對(duì)應(yīng)相乘，得到定時(shí)度量函數(shù)；(4)搜索定時(shí)度量函數(shù)最大值，完成定時(shí)同步；(5)利用前后兩個(gè)對(duì)稱序列的相位差得到小數(shù)倍頻率偏移估計(jì)；(6)利用頻域上CAZAC序列的移位得到整數(shù)倍頻率偏移估計(jì)；(7)完成頻率同步。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于對(duì)稱CAZAC序列的OFDM系統(tǒng)同步方法，其特征在于， 所述步驟(1)包括以下步驟首先在頻域構(gòu)造一個(gè)長(zhǎng)度為N1 = N/4的CAZAC序列，其中N為同步序列的長(zhǎng)度，該序列可以表示為=，其中，j為虛數(shù)單位，r與N1互質(zhì)，k = 0，l，...，N1-I ；接著對(duì)c (k)進(jìn)行插零處理，在頻域得到新的長(zhǎng)度為N的序列μ (k)， [c(k!4\ kmod, = 0Λ, ^其中』=0，1，...，^1;最后對(duì)序列μ (k)進(jìn)行N點(diǎn)IFFT變換，
。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于對(duì)稱CAZAC序列的OFDM系統(tǒng)同步方法，其特征在于，所述步驟⑵包括以下步驟先構(gòu)造長(zhǎng)度為N1的復(fù)PN序列，復(fù)PN序列pn(i)，i =0,1,..., N1-I,將pn(i)與CAZAC序列T的第一部分和第三部分對(duì)應(yīng)相乘，得到同步所需的序列Tsyn， Tsyn = [B A B A]。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于對(duì)稱CAZAC序列的OFDM系統(tǒng)同步方法，其特征在于，所述步驟⑶中得到的定時(shí)度量函數(shù)M⑷= J^r，其中，
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于對(duì)稱CAZAC序列的OFDM系統(tǒng)同步方法，其特征在于，所述的步驟中通過(guò)搜索定時(shí)度量函數(shù)M(d)的最大值，完成定時(shí)同步，M(d)取最大值時(shí)的 d記作j。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于對(duì)稱CAZAC序列的OFDM系統(tǒng)同步方法，其特征在于，所述的步驟( 中通過(guò)計(jì)算接收信號(hào)中由J確定的前后兩個(gè)長(zhǎng)度各為N/2的序列的相位差，得到小數(shù)倍頻率偏移估計(jì)值ε f。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于對(duì)稱CAZAC序列的OFDM系統(tǒng)同步方法，其特征在于，所述步驟(6)中首先對(duì)接收信號(hào)中由j確定的長(zhǎng)度為N的序列進(jìn)行小數(shù)倍頻偏補(bǔ)償，然后將復(fù) PN序列與該長(zhǎng)度為N的序列的第一、第三部分對(duì)應(yīng)相乘，進(jìn)而利用CAZAC序列頻域移位的性質(zhì)，得到整數(shù)倍頻率偏移估計(jì)值ε”
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于對(duì)稱CAZAC序列的OFDM系統(tǒng)同步方法，其特征在于，所述的步驟(7)具體為利用小數(shù)倍頻率偏移估計(jì)值和整數(shù)倍頻率偏移估計(jì)值，完成頻率同步，頻率偏移估計(jì)值為小數(shù)倍頻率偏移估計(jì)值與整數(shù)倍頻率偏移估計(jì)值之和。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于對(duì)稱CAZAC序列的OFDM系統(tǒng)同步方法，包括以下步驟在時(shí)域構(gòu)造具有四重對(duì)稱結(jié)構(gòu)的CAZAC序列，使用一組復(fù)PN序列與CAZAC序列的第一部分和第三部分進(jìn)行對(duì)應(yīng)相乘得到同步序列。利用已知PN序列與接收信號(hào)的第一部分和第四部分相乘，得到定時(shí)度量函數(shù)，搜索其最大值，完成定時(shí)同步。利用前后對(duì)稱序列的相位差，得到小數(shù)倍頻率偏移。在頻域利用CAZAC序列的移位得到整數(shù)倍頻率偏移。本發(fā)明消除了由于傳統(tǒng)序列的對(duì)稱結(jié)構(gòu)和循環(huán)前綴的存在所引入的副峰值和峰值平臺(tái)對(duì)定時(shí)的影響，使定時(shí)更加準(zhǔn)確。頻率偏移估計(jì)亦具有更小的標(biāo)準(zhǔn)差，同時(shí)具有更大的頻率偏移估計(jì)范圍，可達(dá)整個(gè)系統(tǒng)帶寬。
文檔編號(hào)H04L27/26GK102413091SQ201110358069
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者張力, 張士柱, 施玉松, 朱磊基, 李鳳榮, 汪涵, 王營(yíng)冠, 邢濤 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所